DE20023848U1 - Device for applying atomized fluids, e.g. for rapid prototyping, has ultrasonic atomizers supplied with fluid essentially arranged above defined region to which atomized fluid is to be applied, at least one is movable over defined region - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen von zerstäubten Fluiden. Weiterhin betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer solchen Vorrichtung.The The present invention relates to a device for applying of atomized Fluids. Furthermore, the invention also relates to the use of a such device.
In vielen Bereichen der Technik ist es notwendig, dass Fluide und dabei insbesondere Flüssigkeiten in sehr feine Partikel zerstäubt werden können und dadurch in einer möglichst genauen Menge und in einer feinen Verteilung zerstäubt und dadurch zum Beispiel auf eine andere Schicht aufgetragen werden können.In Many areas of technology require fluids and that especially liquids atomized into very fine particles can and can thereby in one possible exact quantity and in a fine distribution atomised and thereby, for example, can be applied to another layer.
Bei
bestimmten Rapid-Prototyping-Verfahren spielt beispielsweise eine
Beschichtung von Bindemittel eine wichtige Rolle. Aus der
Wird beispielsweise bei einem derartigen Verfahren als Partikelmaterial ein Quarzsand verwendet und als Bindemittel ein Furanharz, kann mit Hilfe einer schwefeligen Säure als Härtermaterial eine Gussform hergestellt werden, die aus üblicherweise bei der Modellherstellung verwendeten und daher dem Fachmann bekannten Materialien besteht.Becomes For example, in such a method as a particulate material a quartz sand used and as a binder, a furan resin with the help of a sulphurous acid as hardener material one Molds are made that are commonly used in model making used and therefore known in the art materials.
Schwierigkeiten bei diesen bekannten Verfahren liegen meist in dem Eintrag des Bindemittels begründet. Um eine geeignete Gussform herstellen zu können, muß diese Gussform bestimmten Anforderungen an die Festigkeit und an den Bindemittelgehalt genügen.difficulties in these known methods are usually justified in the entry of the binder. Around To be able to produce a suitable mold, this mold must be determined Requirements for strength and binder content are sufficient.
Zum Einen muß die Festigkeit ausreichen, um dem Druck des flüssigen Metalles beim Gießen standhalten zu können beziehungsweise die Auftriebskräfte im Falle der Bildung eines Kernes ohne störende Verformung in das Kernlager ableiten zu können.To the One must the Strength sufficient to withstand the pressure of the liquid metal during casting to be able to or the buoyancy forces in the case of the formation of a core without disturbing deformation in the core bearing to derive.
Zum Anderen muß der Bindemittelgehalt jedoch möglichst gering sein, damit das beim Gießen des Metalles verdampfende Bindemittel nicht zu Gas-Einschlüssen und damit zu einer minderen Qualität des Gussteiles führt. Ein möglichst niedriger Bindemittelgehalt begünstigt zudem das Entformen des Gussteils, da beim Gießen ein Großteil des Bindemittels verdampft. Bei der Verwendung von möglichst wenig Bindemittel bleibt nach dem Gießen des Bauteiles im wesentlichen nur noch loser, leicht zu entfernender Sand zurück.To the Others must the Binder content, however, if possible be low, so when pouring the Metal vaporizing binders fail to gas inclusions and thus to a lesser quality of the casting leads. One possible low binder content favors In addition, the demolding of the casting, as the casting evaporates much of the binder. When using as little as possible Binder remains after casting of the component essentially only loose, easy to remove Sand back.
Das Auftragungsverfahren des Bindemittels ist daher besonders wichtig, da hierbei der Bindemittelgehalt und die Bindemittelverteilung des Gussmodelles festgelegt werden. Schwierigkeiten bereitet dabei häufig, dass es sich bei dem Bindemittel um eine hochviskose Flüssigkeit handelt, die nur schwer fein verteilt werden kann.The Application method of the binder is therefore particularly important since in this case the binder content and the binder distribution of Casting models are set. It often causes difficulties that it is the binder to a highly viscous liquid which is difficult to finely distribute.
Die Anforderungen an eine Vorrichtung zum Auftragen beispielsweise eines Bindemittels auf eine Schicht von Partikeln sind, das Bindemittel in einer homogenen und vorbestimmten Verteilung auf die Oberflächen der Partikel aufzubringen, ohne diese dabei in ihrer Form und ihrer Verteilung zu beeinflussen.The Requirements for a device for applying, for example, one Binders on a layer of particles are the binder in a homogeneous and predetermined distribution on the surfaces of the Apply particles without them in their shape and their Influence distribution.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten zur Zerstäubung von Flüssigkeiten bekannt.Out The prior art has various possibilities for atomization of Fluids known.
So werden häufig Hochdruckzerstäuber verwendet, um Flüssigkeiten mit ähnlichen Fluideigenschaften, wie dem des Bindemittels, sehr fein zu verteilen. Hochdruckzerstäuber drücken das zu verteilende Fluid meist mit mehr als 20 bar durch eine enge Düse hindurch. Dabei bildet sich eine Flüssigkeitslamelle, die in einzelne Tropfen zerfällt. Die Tropfen werden bei einer solchen Zerstäubung auf einem festen Untergrund entsprechend der Lamellenform ringförmig um ein Zentrum mit niedriger Tropfendichte und einem konzentrischen Bereich mit hoher Tropfendichte verteilt.So become common Hochdruckzerstäuber used to liquids with similar ones Fluid properties, such as that of the binder, very finely distributed. Hochdruckzerstäuber to press the fluid to be distributed usually with more than 20 bar through a narrow nozzle. This forms a liquid lamella, which disintegrates into individual drops. The drops are on such a sputtering on a solid surface according to the lamellar shape annular around a center with lower Drop density and a concentric area with high drop density distributed.
Da jedoch die kinetische Energie der mit einem Hochdruckzerstäuber gebildeten Tropfen relativ hoch ist, kann eine lose Pulverschüttung, auf die das Bindemittel aufgetragen werden soll, nur durch einen großen Abstand von der Düse gegen Verblasen geschützt werden. Dadurch ist aber ein unerwünscht ho her Platzbedarf bei einem solchen Zerstäuber notwendig und weiterhin unterliegen die Tropfen auf dem langen Weg von der Tropfenbildung zum Auftragungsort auch äußeren Einflüssen.There however, the kinetic energy of those formed with a high pressure atomizer Drops are relatively high, may be a loose powder bed, on the binder should be applied, only by a large distance from the nozzle protected against blowing become. As a result, however, an undesirably high space requirement is involved such an atomizer necessary and continue to be subject to the drops on the long way from the formation of drops to the place of application also external influences.
Ein weiteres Problem dieser Hochdruckzerstäuber ist die große Totzeit bei den Start- und Stopp-Vorgängen. Bis sich nach Druckbeaufschlagung an der Düse eine Lamelle und damit auch der Tropfenabriß gebildet hat, entsteht dort ein größerer Fluidtropfen, der sich unvermittelt ablöst und die gleichmäßige Verteilung des Fluids deutlich stört. Dies gilt ebenso, wenn der Druck abgeschaltet wird. Dieser Effekt verstärkt sich zudem noch durch Nachgiebigkeiten beziehungsweise Ungenauigkeiten im System, die zu einem weiteren Nachtropfen von Bindemittel führen.Another problem with these high pressure atomizers is the large dead time in the start and stop operations. Until after pressure has been applied to the nozzle, a lamella and thus also the droplet separation has formed, there arises a larger fluid drop, which separates abruptly and the uniform distribution of the fluid significantly disturbs. This also applies when the pressure is switched off. In addition, this effect is aggravated by compliances or inaccuracies in the system, which lead to a further dripping of binder.
Eine
weitere Zerstäubungsvorrichtung
wird in der
Bei allen diesen, mit Düsen arbeitenden Zerstäubern hat es sich als nachteilig erwiesen, dass die sehr kleinen Düsendurchmesser zum Verstopfen neigen. Dies trifft insbesondere bei der Verwendung von hochzähen Flüssigkeiten schwer ins Gewicht. Größere Düsendurchmesser neigen hingegen zu einem Lufteinsaugen in die Düsenkammer und damit zu einem starken Wirkungsverlust.at all of these, with nozzles working atomizers It has proved to be disadvantageous that the very small nozzle diameter tend to clog. This is especially true during use from toughening liquids heavy in weight. Larger nozzle diameter on the other hand tend to an air sucking into the nozzle chamber and thus to a strong loss of effect.
In
der WO 98/00237 wird ein Tröpfchenwolkenerzeuger
vorgestellt, der mit innerhalb einer mit Flüssigkeit gefüllten Kammer
strömungstechnisch
effektiv angeordneten Piezobiegewandler ein ganzes Feld von Düsen mit
Druck beaufschlagt, wo durch ein Tropfenausstoß bewirkt wird. Im Gegensatz
zu dem aus der
Aber auch dieses System neigt aufgrund der geringen Düsendurchmesser zum Verstopfen. Außerdem ist die Lebensdauer eines solchen Tröpfchenwolkenerzeugers, insbesondere bei Verwendung von hochviskosen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Bindemitteln, relativ kurz.But Also this system tends to clog due to the small nozzle diameter. Furthermore is the life of such a droplet cloud generator, in particular when using high viscosity liquids, such as Binders, relatively short.
Weiterhin ist es aus der Praxis auch bekannt, Luftzerstäuber einzusetzen. Hierbei reißt ein Mantelluftstrom feinste Tröpfchen aus einer Kapillare ab. Diese Art der Zerstäubung wird vor allem in der Lackiertechnik verwendet. Bei einer Anwendung beispielsweise für Bindemittel, das auf loses Partikelmaterial aufgetragen werden soll, verbläst der Mantelluftstrom unerwünschterweise auch das Partikelmaterial. Darüber hinaus entstehen auch hier wiederum Schwierigkeiten bzw. Unregelmäßigkeiten beim Ein- und Ausschalten des Zerstäubers.Farther it is also known from practice to use air atomizers. This breaks a shell air flow finest droplets from a capillary. This type of atomization is especially in the Painting technique used. For example, in an application for binders, which is to be applied to loose particulate material, blown the Mantelluftstrom undesirably also the particle material. About that In addition, difficulties or irregularities arise here as well when switching the atomizer on and off.
Auch ist es möglich, dass feine Tröpfchen beispielsweise über einen Rotationszerstäuber auf einen vorbestimmten Bereich aufgetragen werden. Dabei wird über eine Rotation eine dünne Flüssigkeitslamelle erzeugt, die in einzelne Tropfen zerfällt. Jedoch ist auch bei einer solchen Vorrichtung das Anlaufverhalten für eine Anwendung, bei der das Fluid sehr genau aufgetragen werden soll, sehr nachteilig.Also Is it possible, that fine droplets, for example, over a rotary atomizers be applied to a predetermined area. It is about a Rotation a thin one liquid lamella produced, which disintegrates into individual drops. However, it is also at one such device the startup behavior for an application in which the Fluid is to be applied very accurately, very detrimental.
Aus
der
Solche Ultraschallzerstäuber finden heutzutage in der Klimatechnik Anwendung, um die Luftfeuchtigkeit über die Zumischung von Wassertröpfchen einzustellen oder auch in der Medizintechnik, um Medikamente derart aufzubereiten, dass sie von einem Patienten inhaliert werden können.Such ultrasonic nebulizer These days air conditioning is used to control the humidity in the air Admixture of water droplets to discontinue or even in medical technology to drugs like that prepare them to be inhaled by a patient.
Bei einem solchen aus dem Stand der Technik bekannten Ultraschallzerstäuber hat es sich als nachteilig erwiesen, dass bei einem Auftrag von Fluiden auf ein begrenztes Feld relativ viel Zeit vonnöten ist, um im wesentlichen eine gleichmäßige homogene Verteilung des Fluides zu erreichen.at has such known from the prior art ultrasonic atomizer it proved to be disadvantageous that in an order of fluids In a limited field, a relatively large amount of time is required to do so a uniform homogeneous To achieve distribution of the fluid.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der mit einem relativ kurzen Zeitaufwand eine homogene Verteilung von zu zerstäubendem Fluid erreicht werden kann und bei dem das Problem des Verstopfens von Düsen verhindert werden kann.It It is therefore an object of the present invention to provide a device with a relatively short time a homogeneous distribution from to be atomized Fluid can be achieved and in which the problem of clogging of nozzles can be prevented.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Auftragen von zerstäubten Fluiden mittels Ultraschallzerstäuber auf einen vorgegebenen Bereich, wobei mindestens zwei Ultraschallzerstäuber, die mit dem Fluid beliefert werden, im wesentlichen oberhalb des vorgegebenen Bereiches, in Richtung zur Auftragung gesehen, angeordnet sind.According to the invention this Task solved with a device for applying atomized fluids by means of ultrasonic atomizer a predetermined range, wherein at least two ultrasonic atomizers, the be supplied with the fluid, substantially above the predetermined Area, as seen in the direction of the plot, are arranged.
Dadurch, dass nun zumindest zwei Ultraschallzerstäuber im wesentlichen oberhalb des vorgegebenen Bereiches angeordnet sind, kann beim Zerstäuben zumindest über einen durch die zwei Zerstäuber gebildeten Bereich ein relativ homogenes Sprühbild des zerstäubten Fluides erreicht werden. Dabei sollte der Abstand der zumindest zwei Ultraschallzerstäuber voneinander vorzugsweise derart gewählt sein, dass das aus dem Zerstäuber austretende Sprühgut sich in einem gewissen Bereich überlappt.Thereby, that now at least two ultrasonic atomizers substantially above are arranged at the predetermined range, can at least over a sputtering through the two atomizers formed area a relatively homogeneous spray pattern of the atomized fluid be achieved. In this case, the distance between the at least two ultrasonic atomizers should be different preferably chosen such be that from the atomizer emerging spray material overlaps in a certain range.
Handelt es sich bei dem vorgegebenen Bereich um einen sich zumindest in der Breite und/oder in der Tiefe weiter erstreckenden Bereich, als der von den Ultraschallzerstäubern erreichte, so ist die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung derart vorgesehen, dass zumindest einer der Ultraschallzerstäuber über dem vorgegebenen Bereich verfahrbar ist. So kann durch Verfahren der Ultraschallzerstäuber auch auf einem größeren Bereich Fluid aufgetragen werden.If the predetermined area is an area that extends at least in the width and / or in the depth, than that of reached the ultrasonic atomizers, the device is provided in an advantageous embodiment such that at least one of the ultrasonic atomizer over the predetermined range is movable. Thus, it is also possible to apply fluid to a larger area by means of ultrasound atomizers.
Die Verfahrmöglichkeiten der Ultraschallzerstäuber können neben den Erstreckungsrichtungen des vorgegebenen Bereiches auch eine Höhenverfahrbarkeit umfasssen. Sind die Ultraschallzerstäuber auch in ihrer Höhe verfahrbar, so kann der Abstand zum vorgegebenen Bereich je nach Auftragungsart, Fluid, Umgebungsbedingungen usw. eingestellt werden.The Traversing the ultrasonic atomizer can in addition to the extension directions of the given area also a height mobility umfasssen. Are the ultrasonic atomizers also movable in height, so the distance to the given area, depending on the application, Fluid, ambient conditions, etc. are set.
Sind die mindestens zwei Ultraschallzerstäuber nebeneinander, hintereinander und/oder versetzt zueinander angeordnet, so kann eine noch bessere homogene Verteilung des Sprühgutes erreicht werden. Bei einer entsprechenden Anordnung der Ultraschallzerstäuber kann die Auftragung in ihrer Verteilung des Sprühgutes auf dem Bereich, wie erwünscht eingestellt werden.are the at least two ultrasonic atomizers side by side, one behind the other and / or staggered to each other, so even better homogeneous Distribution of the sprayed material be achieved. In a corresponding arrangement of the ultrasonic atomizer can the application in their distribution of the spray material on the area, such as desired set become.
Darüber hinaus können, je nach Größe des mit dem zerstäubten Fluid zu versehenen Bereiches auch mindestens vier oder noch weitaus mehr Ultraschallzerstäuber vorgesehen sein.Furthermore can, depending on the size of the the atomized Fluid area also at least four or even more more ultrasonic atomizers be provided.
Ist zumindest ein oder sind sogar alle Ultraschallzerstäuber mit einer Luftführung versehen, so werden die zu zerstäubenden Partikel noch besser auf dem vorgegebenen Bereich verteilt. Ohne eine Luftzuführung bewegen sich die zerstäubten Partikel ausschließlich aufgrund ihrer Schwerkraft vom Ultraschallzerstäuber zum vorgegebenen Bereich, wie beispielsweise einer Bearbeitungsfläche. Das Auftragungs-Bild des Zerstäubers entspricht dabei ohne Luftzuführung im Querschnitt der Austrittsfläche des Zerstäubers. Um einen breiteren flächigeren Auftrag erreichen zu können, werden die Partikel vorzugsweise durch eine kegelförmige Luftführung aufgefächert.is at least one or even all ultrasonic atomizers with an air duct provided, so to be atomized Particles even better distributed on the given area. Without an air supply the atomized ones move Particles exclusively due to its gravity from the ultrasonic atomizer to the given area, such as a working surface. The application image of the atomizer corresponds without air supply in the cross section of the exit surface the atomizer. To a wider area Order to reach, The particles are preferably fanned out by a conical air guide.
Zum Erreichen einer Luftführung kann die zugeführte Luft durch Umlenkbleche in eine starke Rotation versetzt werden und als rotierende, zylindrische Luftmasse neben der vibrierenden Oberfläche des Zerstäubers austreten. Das zerstäubte Fluid wird durch diesen Luftstrom mitgerissen und durch die Zirkulation der Luft nach dem Austritt aus dem Zerstäuber kegelförmig aufgeweitet.To the Reaching an air duct can the supplied Air can be put into a strong rotation by baffles and as a rotating, cylindrical air mass next to the vibrating one Surface of the atomizer escape. The atomized Fluid is entrained by this airflow and by the circulation The air expands conically after exiting the atomizer.
Diese Luftzirkulation kann beispielsweise durch in den Ultraschallzerstäuber eingelegte, mit Umlenkblechen versehene Drallbleche erreicht werden, wobei die Umlenkbleche individuell nach ihrer Drallrichtung und Drallstärke eingestellt werden können.These Air circulation, for example, by inserted into the ultrasonic atomizer, be achieved with baffles provided with baffles, wherein the Deflector plates individually adjusted according to their twist direction and spin strength can be.
Handelsüblich verwendete Zerstäuber besitzen im allgemeinen eine einheitliche Drallrichtung der Luftführung. Dies kann jedoch zu einer Beeinträchtigung des sogenannten Spray- Bildes, also der Auftragungsbereich des Zerstäubergutes, führen, da im Überlappungsbereich die zerstäubten Partikel mit entgegengesetzter Geschwindigkeit aufeinanderprallen. Um eine dadurch entstehende gegenseitige Störung des Flusses der zerstäubten Partikel einzudämmen, sollten die Luftrotationsrichtungen benachbarter Ultraschallzerstäuber mit Luftführung vorteilhafterweise entgegengesetzt aufeinander zulaufen.Commercially used atomizer generally have a uniform spin direction of the air duct. This however, it can be detrimental the so-called spray picture, So the application area of the Zerstäubergutes lead, because in the overlap area the atomized Particles collide at opposite speeds. To a resulting mutual disturbance of the flow of the atomized particles curb, should the Luftrotationsrichtungen adjacent ultrasonic atomizer with air duct advantageously opposite to each other.
Um mehrere, erfindungsgemäß eingesetzte Ultraschallzerstäuber mit einem Fluid zu versorgen, ist es wichtig, dass das Fluid an alle Zerstäuber gleichberechtigt verteilt wird. Darüber hinaus soll die Versorgung mit dem Fluid unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Ultraschallzerstäuber sein, um ein Zu- oder Abschalten von Zerstäubern während der Laufzeit der Vorrichtung zu ermöglichen. Weiterhin soll eine derartige Vorrichtung eine möglichst genaue Durchflußmenge fördern.Around several, according to the invention used with ultrasonic atomizers To supply a fluid, it is important that the fluid to all Atomizer on an equal footing is distributed. About that In addition, the supply of the fluid should be independent of the number of connected Be an ultrasonic atomizer, to turn on or off of atomizers during the life of the device to enable. Furthermore, such a device should promote the most accurate flow.
Zu diesem Zweck wird nun erfindungsgemäß eine zentrale Zuführung des Fluids gewählt, die für alle Ultraschallzerstäuber einen konstanten Druck des Fluids bereitstellt. Dabei ist die Zuführung derart ausgestaltet, dass die Gehäuse- und Leitungsquerschnitte so ausgelegt sind, dass sich bei den vorhandenen Strömungsgeschwindigkeiten kein Druckabfall in dem System einstellt.To This purpose is now a central feed of the invention Fluids selected, for all ultrasonic nebulizer provides a constant pressure of the fluid. The feeder is designed in this way that the housing and cable cross-sections are designed so that in the existing flow rates does not set pressure drop in the system.
Werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hochviskose Fluide, wie beispielsweise Bindemittel, verwendet, ist der Temperatureinfluß auf die Viskosität und damit bei einem Druckförderer auch auf die Durchflußmenge erheblich.Become according to a preferred embodiment high viscosity fluids such as binders is used the influence of temperature on the viscosity and with a pressure conveyor too on the flow rate considerably.
Um diesem Umstand Rechnung zu tragen und solchen äußeren Einflüssen entgegenzutreten, wird der notwendige Druck, der zur gewünschten Durchflußrate führt, abhängig von Temperatur und eingesetztem Fluid über ein geeignetes Druckregelsystem variabel eingestellt. Der Druck wird dabei ständig während der Laufzeit der Anwendung den äußeren Gegebenheiten angepaßt.Around to take account of this fact and to counteract such external influences the necessary pressure, which leads to the desired flow rate, depending on Temperature and fluid used via a suitable pressure control system set variably. The pressure is constantly during the term of the application the external conditions customized.
Um den Ultraschallzerstäubern jeweils die gleiche Menge an Medium bereitzustellen, müssen die Zuführsysteme vor ihrem Einsatz auch kalibriert werden. Alle Systeme müssen dem Medium den gleichen Durchflußwiderstand bieten. Dies wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durch den Einsatz von Drosseln erreicht, wobei jeweils einem Ultraschallzerstäuber eine Drossel vorgeschaltet ist.Around the ultrasonic atomizers each have to provide the same amount of medium, the feeding be calibrated before use. All systems must be Medium the same flow resistance Offer. This will be done according to a preferred embodiment achieved by the use of chokes, each with a Ultraschallzerstäuber a Throttle is connected upstream.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerung des Ultraschallzerstäubers derart ausgeführt, dass es sich um eine adaptive Ansteuerung handelt. Solche Ansteuerungen sind meist sehr schwierig, da aufgrund der höheren Dichte eines vorzugsweise eingesetzten Bindemittels eine adaptive Frequenzsteuerung notwendig ist, denn zum Zerstäuben von hochviskosen Fluiden ist eine möglichst hohe Amplitude notwendig.According to a particularly preferred Aus Guidance form, the control of the ultrasonic atomizer is designed such that it is an adaptive control. Such controls are usually very difficult, since an adaptive frequency control is necessary due to the higher density of a binder preferably used, because for atomization of highly viscous fluids, the highest possible amplitude is necessary.
Dies hat zur Folge, dass die als Aktuator eingesetzte Piezokeramik immer mit der Eigenfrequenz des ganzen Systems Piezokeramik plus Anbauteile angeregt werden muss, um eine maximale Schwingungsamplitude auf der Schwingplatte zu erreichen und damit die hochviskose Flüssigkeit optimal zu zerstäuben. Hierbei ist es nun problematisch, dass sich die Eigenfrequenz während des Betriebes ändert. Um immer eine maximale Schwingungsamplitude zu erzielen, ist eine adaptive Regelung erforderlich.This As a result, the piezoceramic used as the actuator always stimulated with the natural frequency of the whole system piezoceramic plus attachments must be to a maximum vibration amplitude on the vibrating plate to achieve and thus optimally atomize the highly viscous liquid. in this connection it is now problematic that the natural frequency during the Operation changes. Around always achieving a maximum oscillation amplitude is an adaptive one Regulation required.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschrei bung. Zur näheren Erläuterung wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.Further give advantageous embodiments of the present invention from the dependent claims and the description. For a more detailed explanation the invention will be based on preferred embodiments below described in more detail with reference to the drawing.
In der Zeichnung zeigt dabei:In the drawing shows:
Beispielhaft soll im folgenden die erfindungsgemäße Vorrichtung für den Einsatz zum Zerstäuben von Bindemittel als Fluid, beispielsweise zum schichtweisen Aufbau von Gussmodellen aus Partikelmaterial, Bindemittel und Härter erläutert werden.exemplary will be in the following the device according to the invention for use for atomising Binders as a fluid, for example for the layered construction of Cast models of particulate material, binder and hardener are explained.
Bei einem solchen Aufbauverfahren eines Bauteiles, wie eines Gussmodelles, wird eine Bauplattform, auf die die Gussform aufgebaut werden soll, um eine Schichtstärke abgesenkt. Danach wird Partikelmaterial, beispielsweise Quarzsand, in einer erwünschten Schichtstärke auf die Bauplattform aufgetragen. Daran schließt sich das Auftragen des Bindemittels, im wesentlichen großflächig auf dem Partikelmaterial, an, wonach dann selektiv auf den auszuhärtenden Bereichen Härter aufgebracht wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Drop-on-demand-Tropfenerzeugers, nach Art eines Tintenstrahldruckers, durchgeführt werden. Diese Auftragungsschritte werden wiederholt, bis das fertige Bauteil, eingebettet in loses Partikelmaterial, erhalten wird.at Such a construction method of a component, such as a cast model, becomes a build platform on which the mold is to be built a layer thickness lowered. Thereafter, particulate material, such as quartz sand, in a desired layer thickness applied to the build platform. This is followed by the application of the binder, essentially over a large area the particulate material, which then selectively on the cured Areas hardener is applied. This can be achieved, for example, by means of a drop-on-demand drop generator, in the manner of an inkjet printer. These application steps be repeated until the finished part, embedded in loose Particle material is obtained.
In
der
Bei
einem derartigen Leistungsultraschallwandler wird die für die Zerstäubung von
Flüssigkeiten
eigentlich unzureichende Amplitude der Longitudinalschwingung einer
Piezokeramik an der abstrahlenden Fläche eines Wandlers durch einen
Amplitudentransformator verstärkt.
In der gezeigten Ausführungsform
kommt dabei ein sogenanntes Stufenhorn
Die
zwei Piezoaktuatoren
Zusätzlich kann
eine Ausgleichsscheibe die Piezoaktuatoren
Gemäß der gezeigten
Ausführungsform
der Erfindung ist der Ultraschallzerstäuber
Die
zugeführte
Luft
Der
entstehende Kegelwinkel der austretenden Luft-Bindemittelpartikel-Masse ist dabei
abhängig
von der Geometrie der Umlenkbleche
Wie
schon erwähnt,
wird die Luftzirkulation durch eingelegte Drallbleche
In
der
Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnet sich derart aus, dass mindestens zwei Ultraschallzerstäuber
Werden
nun Ultraschallzerstäuber
Die
als durchgezogene Linie dargestellte Gesamtverteilung des zerstäubten Bindemittels
Ein
typischer Abstand der Ultraschallerzeuger
In
der
Bei
dieser erfindungsgemäßen Anordnung der
Ultraschallzerstäuber
Die
durch die oben näher
beschriebene Luftführung
erreichte Drallrichtung bzw. Luftrotationsrichtung
Um
dies zu vermeiden, ist in der
Erfindungsgemäß werden
mindestens zwei oder mehrere Ultraschallzerstäuber
Außerdem ist
bei einer derartigen Zuführung die
Anzahl der angeschlossenen Ultraschallzerstäuber
Es
wird nun eine zentrale Zuführung
gewählt, die
für. alle
Ultraschallzerstäuber
Da
hierbei gemäß der gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
hochviskose Fluide, nämlich vorzugsweise
Bindemittel, verwendet werden, ist der Temperatureinfluß auf die
Viskosität
und somit bei einem Druckförderer
auch auf die Durchflußmenge,
erheblich. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wird der nötige Druck,
der zu einer gewünschten Durchflußrate führt, abhängig von
Temperatur und dem eingesetzten Fluid über ein passendes Druckregelventil
Um
letztendlich den Ultraschallzerstäubern
Das
Fluid wird in einen Druckbehälter
In
der
Ein
Ultraschallerzeuger
Der
Regler steuert einen regelbaren Oszillator
Wird
nun die Oszillatorfrequenz gering variiert und gleichzeitig die
Impedanz des Ultraschallzerstäubers
Da
der Regler
Eine
derartige Regelung erfolgt permanent, was in der
Mit
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Zerstäuben
von Fluiden hat es sich besonders als vorteilhaft erwiesen, dass
keine verstopfungsanfälligen
Düsenquerschnitte
notwendig sind, da Ultraschallzerstäuber
Weiterhin haben diese Ultraschallzerstäuber eine sehr hohe Lebensdauer, erzeugen geringe Tropfendurchmesser und weisen eine geringe Leistungsaufnahme auf. Insbesondere mit einer Ansteuerung, wie sie oben beschrieben wurde, ist ein Ultraschallzerstäuber besonders leicht anzusteuern.Farther These ultrasonic atomizers have one very long life, produce small drop diameter and have a low power consumption. In particular, with a control, such as As described above, an ultrasonic atomizer is particularly easy to control.
- 1A bis E1A to E
- Ultraschallzerstäuberultrasonic nebulizer
- 2A, 2B2A, 2 B
- Piezoaktuatorenpiezo actuators
- 33
- Stufenhornstep horn
- 44
- Spannmutterlocknut
- 55
- KontaktfolieContact sheet
- 66
- Befestigungsfolieattaching sheet
- 77
- Luftzuführungair supply
- 88th
- Zerstäubtes FluidAtomized fluid
- 99
- Umlenkblechebaffles
- 1010
- Drallblecheairguides
- 1111
- Trägercarrier
- 12A, 12B12A, 12B
- LuftrotationsrichtungAir rotation direction
- 1313
- DruckregelsystemPressure control system
- 1414
- Druckbehälterpressure vessel
- 1515
- Verteilerdistributor
- 16A bis E16A to E
- Ventilevalves
- 17A bis E17A to E
- Drosselnthrottle
- 1818
- Impedanz-Spannungs-WandlerImpedance-voltage converter
- 1919
- Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
- 2020
- Digitaler Reglerdigital regulator
- 2121
- Digital-Analog-WandlerDigital to analog converter
- 2222
- Spannung-Frequenz-WandlerVoltage-to-frequency converter
- 2323
- Verstärkeramplifier
- 2424
- Transformatortransformer
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20023848U DE20023848U1 (en) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | Device for applying atomized fluids, e.g. for rapid prototyping, has ultrasonic atomizers supplied with fluid essentially arranged above defined region to which atomized fluid is to be applied, at least one is movable over defined region |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20023848U DE20023848U1 (en) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | Device for applying atomized fluids, e.g. for rapid prototyping, has ultrasonic atomizers supplied with fluid essentially arranged above defined region to which atomized fluid is to be applied, at least one is movable over defined region |
| DE2000153826 DE10053826A1 (en) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | Device used for coating loose particulate material with binder and for building up cast model comprises atomizers which apply fluid above prescribed region |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20023848U1 true DE20023848U1 (en) | 2006-12-28 |
Family
ID=37650664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20023848U Expired - Lifetime DE20023848U1 (en) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | Device for applying atomized fluids, e.g. for rapid prototyping, has ultrasonic atomizers supplied with fluid essentially arranged above defined region to which atomized fluid is to be applied, at least one is movable over defined region |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20023848U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009067488A1 (en) | 2007-11-19 | 2009-05-28 | Spraying Systems Company | Ultrasonic atomizing nozzle with cone-spray feature |
| CN108142998A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 湖南中烟工业有限责任公司 | A kind of atomizer |
| CN110181406A (en) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 东北大学 | A kind of polishing fluid ultrasound sprinkling atomising device |
| US10792693B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-10-06 | Ford Motor Company | Ultrasonic applicators with UV light sources and methods of use thereof |
-
2000
- 2000-10-30 DE DE20023848U patent/DE20023848U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009067488A1 (en) | 2007-11-19 | 2009-05-28 | Spraying Systems Company | Ultrasonic atomizing nozzle with cone-spray feature |
| EP2232139A4 (en) * | 2007-11-19 | 2013-10-23 | Spraying Systems Co | ULTRASONIC ATOMIZATION NOZZLE WITH CONICAL SPRAY ELEMENT |
| CN108142998A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 湖南中烟工业有限责任公司 | A kind of atomizer |
| CN108142998B (en) * | 2016-12-02 | 2024-03-12 | 湖南中烟工业有限责任公司 | an atomizer |
| US10792693B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-10-06 | Ford Motor Company | Ultrasonic applicators with UV light sources and methods of use thereof |
| US10799905B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-10-13 | Ford Motor Company | Ultrasonic material applicators and methods of use thereof |
| US10864541B2 (en) | 2018-01-30 | 2020-12-15 | Ford Motor Company | Ultrasonic atomizer with quick-connect mechanism |
| US10940501B2 (en) | 2018-01-30 | 2021-03-09 | Ford Motor Company | Composite ultrasonic material applicators with individually addressable micro-applicators and methods of use thereof |
| US11364516B2 (en) | 2018-01-30 | 2022-06-21 | Ford Motor Company | Ultrasonic atomizer with acoustic focusing device |
| US11400477B2 (en) | 2018-01-30 | 2022-08-02 | Ford Motor Company | Reversible nozzle in ultrasonic atomizer for clog prevention |
| CN110181406A (en) * | 2019-06-28 | 2019-08-30 | 东北大学 | A kind of polishing fluid ultrasound sprinkling atomising device |
| CN110181406B (en) * | 2019-06-28 | 2023-05-26 | 东北大学 | A polishing liquid ultrasonic spray atomization device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20070201 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20070326 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20081119 |
|
| R071 | Expiry of right |